CN107650146B - 一种用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置，属于工业机器人技术领域。用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置包括机械手和两个缓冲器，机械手包括固定座、中转臂、工作臂和夹爪，缓冲器包括底座、固定组件、缓冲组件、承载部和碰撞部，缓冲组件位于底座和承载部之间，缓冲组件包括至少两个弹簧组，碰撞部设置于承载部的远离缓冲弹簧的一侧，碰撞部绕承载部的轴线成环形分布。本发明提供的用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置，其中一个碰撞部触碰至障碍物时，缓冲组件的弹簧呈不同程度的压缩，从而有效减小撞击对机械手的冲击，有效保护机械手，延长机械手的使用寿命，并且，可以有效对侧向撞击进行缓冲。

Description

一种用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，具体涉及一种用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置。

背景技术

工业机器人由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。

现有的工业机器人，使用机械手对物件进行抓取，机械手在运动的过程中，容易与其他机器等发生碰撞，进而导致工业机器人损坏或连接机构松动，存在较大的安全隐患，并且大大缩短了机械手的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置，能够尽可能减小撞击对工业机器人的冲击，有效保护工业机器人，延长工业机器人的使用寿命，并且，可以有效对侧向撞击进行缓冲。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置，所述缓冲碰撞防护装置包括机械手和两个缓冲器，两个所述缓冲器分别位于所述机械手的两侧，所述机械手包括固定座、中转臂、工作臂和夹爪，所述固定座用于固定于机架上，所述中转臂的一端与所述机架铰接，所述中转臂的另一端与所述工作臂的一端铰接，所述夹爪连接于所述工作臂的远离所述中转臂的一端；所述缓冲器包括底座、固定组件、缓冲组件、承载部和碰撞部，所述底座和所述承载部均为圆形板状且平行设置，所述底座通过所述固定组件固定连接于所述工作臂上，所述缓冲组件位于所述底座和所述承载部之间，所述缓冲组件包括至少两个弹簧组，每个所述弹簧组包括多个缓冲弹簧，每个所述弹簧组的多个缓冲弹簧绕所述底座的轴线呈环形分布，所述至少两个弹簧组同轴分布，所述碰撞部的数量为至少三个，所述碰撞部设置于所述承载部的远离所述缓冲弹簧的一侧，所述碰撞部绕所述承载部的轴线成环形分布。

进一步地，所述碰撞部包括支架和卸力轮，所述支架的一端刚性连接于所述承载部，所述支架的另一端设置有U形架，所述卸力轮可转动的设置于所述U形架内，所述支架相对于所述承载部的一侧倾斜，所述支架与所述承载部之间的夹角为65°-75°，所述卸力轮包括主体轮和多个辅助轮，所述主体轮可转动的设置于所述U形架，所述多个辅助轮沿所述主体轮的周向均匀分布，所述辅助轮可转动的连接于所述主体轮，所述辅助轮的转动轴线与所述主体轮的转动轴线垂直。

进一步地，所述主体轮和所述U形架之间通过转动组件可转动的连接，所述转动组件包括转轴和锁定件，所述转轴的一端设置有旋拧头，所述转轴的另一端具有螺纹段，所述转轴贯穿所述U形架和所述主体轮，所述锁定件和所述螺纹段配合且将所述转轴和所述U形架锁定，所述主体轮可转动的套设于所述转轴；所述锁定件包括第一螺母和第二螺母，所述第一螺母和所述第二螺母均与所述螺纹段配合，所述第一螺母的靠近所述第二螺母的一侧设置有第一锁定件，所述第二螺母的靠近所述第一螺母的一侧一体设置有第二锁定件，所述第一锁定件为圆台状，所述第一锁定件的轴线与所述第一螺母的轴线平行且不重合，所述第二锁定件设置有容纳腔，所述第二锁定件的内表面为中空的圆台状，所述第二锁定件的轴线与所述第二螺母的轴线重合，所述第一锁定件的外表面与所述第二锁定件的内表面相对于所述螺纹段的轴线倾斜角度一致；所述第一螺母和所述第二螺母安装于所述螺纹段时，所述第一锁定件伸入所述容纳腔内且所述第一锁定件的外表面抵紧于所述第二锁定件的内表面。

进一步地，所述第一螺母的靠近所述第二螺母的一侧设置有盲孔，所述第二锁定件靠近所述第一螺母的一侧设置有锁定槽，所述锁定槽绕所述第二螺母的轴线呈环形设置，所述锁定槽的截面为波浪形，所述盲孔内设置有挤压弹簧和滚珠，所述滚珠可活动的设置于所述盲孔内，所述挤压弹簧分别抵住所述盲孔和所述滚珠且能够将所述滚珠压紧于所述锁定槽内。

进一步地，所述第一锁定件的轴线与所述第一螺母的轴线之间的间距为c，所述第一螺母的内径为d，其中，c=0.55d。

进一步地，所述辅助轮的外表面设置有硅胶层。

进一步地，所述固定组件包括至少两块磁铁和至少两组真空吸附组件，所述底座上设置有嵌设盲孔和穿设通孔，所述磁铁嵌设于所述嵌设盲孔内且吸附于所述固定座，所述真空吸附组件包括滑杆、压头、真空吸盘和复位弹簧，所述滑杆可滑动的穿设于所述穿设通孔内，所述压头可拆卸的连接于所述滑杆的一端，所述真空吸盘刚性连接于所述滑杆的另一端，所述复位弹簧套设于所述滑杆上且分别抵住所述压头和所述底座，所述磁铁和所述真空吸盘吸附于所述工作臂，所述复位弹簧使所述真空吸盘具有远离所述工作臂的趋势。

进一步地，所述滑杆具有螺纹通孔，所述螺纹通孔的内表面设置有内螺纹，所述滑杆的靠近所述压头的一端设置有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述压头与所述滑杆之间可拆卸的连接。

本发明所达到的有益效果是：

本发明的一种用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置包括机械手和两个缓冲器，机械手包括固定座、中转臂、工作臂和夹爪，缓冲器包括底座、固定组件、缓冲组件、承载部和碰撞部，缓冲组件位于底座和承载部之间，缓冲组件包括至少两个弹簧组，碰撞部设置于承载部的远离缓冲弹簧的一侧，碰撞部绕承载部的轴线成环形分布。

本发明提供的用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置，其中一个碰撞部触碰至障碍物时，缓冲组件的弹簧呈不同程度的压缩，从而有效减小撞击对机械手的冲击，有效保护机械手，延长机械手的使用寿命，并且，可以有效对侧向撞击进行缓冲。

附图说明

为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置的结构示意图；

图2为图1的缓冲器的结构示意图；

图3为图2的卸力轮的结构示意图；

图4为转轴与支架的配合关系示意图；

图5为图4的局部放大示意图；

图6为图4的局部放大示意图；

图7为图2的局部放大示意图。

附图标记对应如下：

10-缓冲碰撞防护装置；

11-机械手；12-缓冲器；

110-固定座；111-中转臂；112-工作臂；113-夹爪；120-底座；121-固定组件；122-缓冲组件；123-承载部；124-碰撞部；125-支架；126-卸力轮；127-主体轮；128-辅助轮；129-转轴；130-第一螺母；131-第二螺母；132-第一锁定件；133-第二锁定件；134-盲孔；135-锁定槽；136-挤压弹簧；137-滚珠；138-磁铁；139-真空吸附组件；140-滑杆；141-压头；142-真空吸盘；143-复位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1为本发明实施例提供的用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置的结构示意图；图2为图1的缓冲器的结构示意图；图3为图2的卸力轮的结构示意图；图4为转轴与支架的配合关系示意图；图5为图4的局部放大示意图；图6为图4的局部放大示意图；图7为图2的局部放大示意图。

请参照图1所示，本发明实施例提供了一种用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置10，该缓冲碰撞防护装置10包括机械手11和两个缓冲器12。

其中，两个缓冲器12分别位于机械手11的两侧。

机械手11的具体结构为：机械手11包括固定座110、中转臂111、工作臂112和夹爪113。

固定座110用于固定于机架上，中转臂111的一端与机架铰接，中转臂111的另一端与工作臂112的一端铰接，夹爪113连接于工作臂112的远离中转臂111的一端。

请参照图2所示，缓冲器12的具体结构为：缓冲器12包括底座120、固定组件121、缓冲组件122、承载部123和碰撞部124。

底座120和承载部123均为圆形板状且平行设置，底座120通过固定组件121固定连接于工作臂112上。

缓冲组件122位于底座120和承载部123之间，缓冲组件122包括至少两个弹簧组，每个弹簧组包括多个缓冲弹簧，每个弹簧组的多个缓冲弹簧绕底座120的轴线呈环形分布，至少两个弹簧组同轴分布，碰撞部124的数量为至少三个。

碰撞部124设置于承载部123的远离缓冲弹簧的一侧，碰撞部124绕承载部123的轴线成环形分布。

请参照图3所示，作为碰撞部124的可选方案，碰撞部124包括支架125和卸力轮126。

支架125的一端刚性连接于承载部123，支架125的另一端设置有U形架，卸力轮126可转动的设置于U形架内。

其中，支架125相对于承载部123的一侧倾斜，支架125与承载部123之间的夹角为65°-75°。

卸力轮126包括主体轮127和多个辅助轮128。

主体轮127和U形架之间通过转动组件可转动的连接，多个辅助轮128沿主体轮127的周向均匀分布，辅助轮128可转动的连接于主体轮127，辅助轮128的转动轴线与主体轮127的转动轴线垂直。

辅助轮128的外表面可以设置有硅胶层。

请参照图4-图6所示，转动组件可以采用但不限于下列方案：转动组件包括转轴129和锁定件。

转轴129的一端设置有旋拧头，转轴129的另一端具有螺纹段，转轴129贯穿U形架和主体轮127，锁定件和螺纹段配合且将转轴129和U形架锁定，主体轮127可转动的套设于转轴129。

锁定件包括第一螺母130和第二螺母131，第一螺母130和第二螺母131均与螺纹段配合。

第一螺母130的靠近第二螺母131的一侧设置有第一锁定件132，其中，第一锁定件132为圆台状，第一锁定件132的轴线与第一螺母130的轴线平行且不重合。

第二螺母131的靠近第一螺母130的一侧一体设置有第二锁定件133，第二锁定件133设置有容纳腔，第二锁定件133的内表面为中空的圆台状，其中，第二锁定件133的轴线与第二螺母131的轴线重合。

第一锁定件132的外表面与第二锁定件133的内表面相对于螺纹段的轴线倾斜角度一致；第一螺母130和第二螺母131安装于螺纹段时，第一锁定件132伸入容纳腔内且第一锁定件132的外表面抵紧于第二锁定件133的内表面。

为了进一步增强锁定件的锁定、防松动效果，第一螺母130的靠近第二螺母131的一侧设置有盲孔134，第二锁定件133靠近第一螺母130的一侧设置有锁定槽135，锁定槽135绕第二螺母131的轴线呈环形设置，锁定槽135的截面为波浪形，盲孔134内设置有挤压弹簧136和滚珠137，滚珠137可活动的设置于盲孔134内，挤压弹簧136分别抵住盲孔134和滚珠137且能够将滚珠137压紧于锁定槽135内。

第一锁定件132的轴线与第一螺母130的轴线之间的间距为c，第一螺母130的内径为d，其中，c=0.55d。

固定组件121的结构可以采用但不限于下列方案：固定组件121包括至少两块磁铁138和至少两组真空吸附组件139。

请参照图7所示，底座120上设置有嵌设盲孔134和穿设通孔，磁铁138嵌设于嵌设盲孔134内且吸附于固定座110，真空吸附组件139包括滑杆140、压头141、真空吸盘142和复位弹簧143，滑杆140可滑动的穿设于穿设通孔内，压头141可拆卸的连接于滑杆140的一端，真空吸盘142刚性连接于滑杆140的另一端，复位弹簧143套设于滑杆140上且分别抵住压头141和底座120，磁铁138和真空吸盘142吸附于工作臂112，复位弹簧143使真空吸盘142具有远离工作臂112的趋势。

滑杆140具有螺纹通孔，螺纹通孔的内表面设置有内螺纹，滑杆140的靠近压头141的一端设置有与内螺纹配合的外螺纹，压头141与滑杆140之间可拆卸的连接。

本发明的一种用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置10包括机械手11和两个缓冲器12，机械手11包括固定座110、中转臂111、工作臂112和夹爪113，缓冲器12包括底座120、固定组件121、缓冲组件122、承载部123和碰撞部124，缓冲组件122位于底座120和承载部123之间，缓冲组件122包括至少两个弹簧组，碰撞部124设置于承载部123的远离缓冲弹簧的一侧，碰撞部124绕承载部123的轴线成环形分布。

本发明提供的用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置10，其中一个碰撞部124触碰至障碍物时，缓冲组件122的弹簧呈不同程度的压缩，从而有效减小撞击对机械手11的冲击，有效保护机械手11，延长机械手11的使用寿命，并且，可以有效对侧向撞击进行缓冲。

上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。

Claims (7)

1.一种用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置，其特征在于：所述缓冲碰撞防护装置包括机械手（11）和两个缓冲器（12），两个所述缓冲器（12）分别位于所述机械手（11）的两侧，所述机械手（11）包括固定座（110）、中转臂（111）、工作臂（112）和夹爪（113），所述固定座（110）用于固定于机架上，所述中转臂（111）的一端与所述机架铰接，所述中转臂（111）的另一端与所述工作臂（112）的一端铰接，所述夹爪（113）连接于所述工作臂（112）的远离所述中转臂（111）的一端；所述缓冲器（12）包括底座（120）、固定组件（121）、缓冲组件（122）、承载部（123）和碰撞部（124），所述底座（120）和所述承载部（123）均为圆形板状且平行设置，所述底座（120）通过所述固定组件（121）固定连接于所述工作臂（112）上，所述缓冲组件（122）位于所述底座（120）和所述承载部（123）之间，所述缓冲组件（122）包括至少两个弹簧组，每个所述弹簧组包括多个缓冲弹簧，每个所述弹簧组的多个缓冲弹簧绕所述底座（120）的轴线呈环形分布，所述至少两个弹簧组同轴分布，所述碰撞部（124）的数量为至少三个，所述碰撞部（124）设置于所述承载部（123）的远离所述缓冲弹簧的一侧，所述碰撞部（124）绕所述承载部（123）的轴线成环形分布；

所述碰撞部（124）包括支架（125）和卸力轮（126），所述支架（125）的一端刚性连接于所述承载部（123），所述支架（125）的另一端设置有U形架，所述卸力轮（126）可转动的设置于所述U形架内，所述支架（125）相对于所述承载部（123）的一侧倾斜，所述支架（125）与所述承载部（123）之间的夹角为65°-75°，所述卸力轮（126）包括主体轮（127）和多个辅助轮（128），所述主体轮（127）可转动的设置于所述U形架，所述多个辅助轮（128）沿所述主体轮（127）的周向均匀分布，所述辅助轮（128）可转动的连接于所述主体轮（127），所述辅助轮（128）的转动轴线与所述主体轮（127）的转动轴线垂直。

2.根据权利要求1所述的用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置，其特征在于：所述主体轮（127）和所述U形架之间通过转动组件可转动的连接，所述转动组件包括转轴（129）和锁定件，所述转轴（129）的一端设置有旋拧头，所述转轴（129）的另一端具有螺纹段，所述转轴（129）贯穿所述U形架和所述主体轮（127），所述锁定件和所述螺纹段配合且将所述转轴（129）和所述U形架锁定，所述主体轮（127）可转动的套设于所述转轴（129）；所述锁定件包括第一螺母（130）和第二螺母（131），所述第一螺母（130）和所述第二螺母（131）均与所述螺纹段配合，所述第一螺母（130）的靠近所述第二螺母（131）的一侧设置有第一锁定件（132），所述第二螺母（131）的靠近所述第一螺母（130）的一侧一体设置有第二锁定件（133），所述第一锁定件（132）为圆台状，所述第一锁定件（132）的轴线与所述第一螺母（130）的轴线平行且不重合，所述第二锁定件（133）设置有容纳腔，所述第二锁定件（133）的内表面为中空的圆台状，所述第二锁定件（133）的轴线与所述第二螺母（131）的轴线重合，所述第一锁定件（132）的外表面与所述第二锁定件（133）的内表面相对于所述螺纹段的轴线倾斜角度一致；所述第一螺母（130）和所述第二螺母（131）安装于所述螺纹段时，所述第一锁定件（132）伸入所述容纳腔内且所述第一锁定件（132）的外表面抵紧于所述第二锁定件（133）的内表面。

3.根据权利要求2所述的用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置，其特征在于：所述第一螺母（130）的靠近所述第二螺母（131）的一侧设置有盲孔（134），所述第二锁定件（133）靠近所述第一螺母（130）的一侧设置有锁定槽（135），所述锁定槽（135）绕所述第二螺母（131）的轴线呈环形设置，所述锁定槽（135）的截面为波浪形，所述盲孔（134）内设置有挤压弹簧（136）和滚珠（137），所述滚珠（137）可活动的设置于所述盲孔（134）内，所述挤压弹簧（136）分别抵住所述盲孔（134）和所述滚珠（137）且能够将所述滚珠（137）压紧于所述锁定槽（135）内。

4.根据权利要求3所述的用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置，其特征在于：所述第一锁定件（132）的轴线与所述第一螺母（130）的轴线之间的间距为c，所述第一螺母（130）的内径为d，其中，c=0.55d。

5.根据权利要求4所述的用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置，其特征在于：所述辅助轮（128）的外表面设置有硅胶层。

6.根据权利要求5所述的用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置，其特征在于：所述固定组件（121）包括至少两块磁铁（138）和至少两组真空吸附组件（139），所述底座（120）上设置有嵌设盲孔（134）和穿设通孔，所述磁铁（138）嵌设于所述嵌设盲孔（134）内且吸附于所述固定座（110），所述真空吸附组件（139）包括滑杆（140）、压头（141）、真空吸盘（142）和复位弹簧（143），所述滑杆（140）可滑动的穿设于所述穿设通孔内，所述压头（141）可拆卸的连接于所述滑杆（140）的一端，所述真空吸盘（142）刚性连接于所述滑杆（140）的另一端，所述复位弹簧（143）套设于所述滑杆（140）上且分别抵住所述压头（141）和所述底座（120），所述磁铁（138）和所述真空吸盘（142）吸附于所述工作臂（112），所述复位弹簧（143）使所述真空吸盘（142）具有远离所述工作臂（112）的趋势。

7.根据权利要求6所述的用于工业机器人的缓冲碰撞防护装置，其特征在于：所述滑杆（140）具有螺纹通孔，所述螺纹通孔的内表面设置有内螺纹，所述滑杆（140）的靠近所述压头（141）的一端设置有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述压头（141）与所述滑杆（140）之间可拆卸的连接。

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